✔ VAL : Faire preuve d'esprit critique
✔ VAL : Exploiter un ensemble de mesure
On étudie la cinétique d'oxydation de la vitamine C, également appelée acide ascorbique, que l'on note pour simplification
\text{AH}_2. Cette oxydation est réalisée en milieu acide par l'ion
\text{Fe}(\text{CN})^{3-}_6.
2 \ \text{Fe}(\text{CN})^{3-}_6 + \text{AH}_2(\text{aq}) \rightarrow \ 2 \ \text{Fe}(\text{CN})^{4-}_6 + \text{A}(\text{aq}) + 2\ \text{H}^+(\text{aq})
Le mécanisme réactionnel est le suivant :
- \text{AH}_2(\text{aq}) \rightarrow \ \text{HA}^-(\text{aq}) + \text{H}^+(\text{aq})
- \text{Fe}(\text{CN})^{3-}_6(\text{aq}) + \text{HA}^-(\text{aq}) \rightarrow \ \text{Fe}(\text{CN})^{4-}_6(\text{aq}) + \text{HA}(\text{aq})
- \text{HA}(\text{aq}) \rightarrow \ \text{H}^+(\text{aq}) + \text{A}^-(\text{aq})
- \text{Fe}(\text{CN})^{3-}_6(\text{aq}) + \text{A}^-(\text{aq}) \rightarrow \ \text{Fe}(\text{CN})^{4-}_6(\text{aq}) + \text{A}(\text{aq})
1. Identifier les intermédiaires réactionnels présents dans ce mécanisme réactionnel.
Dans des conditions où le
\text{pH} du milieu réactionnel est maintenu constant et que les ions
\text{Fe}(\text{CN})^{3-}_6 sont introduits en large excès par rapport à l'acide ascorbique, on constate que la réaction suit une loi d'ordre 1.
On réalise trois expériences différentes avec les mêmes conditions initiales en imposant une température au milieu réactionnel et en effectuant un suivi spectrophotométrique. Après calculs, on obtient, dans un tableau, les mesures pour trois températures différentes :
Temps t (s) | Concentration [\text{AH}_2] (mol·L-1) pour T = 298 K | Concentration [\text{AH}_2] (mol·L-1) pour T = 293 K | Concentration [\text{AH}_2] (mol·L-1) pour T = 303 K |
0 | 0,100 0 | 0,100 0 | 0,100 0 |
5 | 0,090 6 | 0,092 6 | 0,089 8 |
10 | 0,082 1 | 0,085 7 | 0,080 6 |
15 | 0,074 3 | 0,079 3 | 0,072 3 |
20 | 0,067 3 | 0,073 5 | 0,064 9 |
25 | 0,061 0 | 0,068 0 | 0,058 3 |
30 | 0,055 3 | 0,063 0 | 0,052 3 |
35 | 0,050 1 | 0,058 3 | 0,047 0 |
40 | 0,045 4 | 0,054 0 | 0,042 2 |
45 | 0,041 1 | 0,050 0 | 0,037 8 |
2. Préciser si la température est un facteur cinétique pour cette réaction. Si oui, en déduire comment évolue la vitesse de disparition de l'acide ascorbique en fonction de la température.